真空负荷开关及弹簧操作机构的制作方法

本实用新型涉及弹簧操作机构，尤其涉及一种用于真空负荷开关的真空负荷开关及弹簧操作机构。

背景技术：

近年来随着配电网络的提升，国内环网柜得到了突飞猛进的发展，据中国电力企业联合会统计，仅2014年国内环网柜大约为60万个单元(或间隔)。由于SF₆优越的绝缘性能和开断性能，大约94％的环网柜采用SF₆气体柜，SF₆也会带来温室效应。纯净的SF₆无毒，但生产的产品中可能混杂有毒的低氟化硫、氟化氢、十氟化二硫。因此，SF₆气体对环境带来了不利的影响。

随着环保意识的提升，无SF₆环保型产品已获得了发展，包括固体绝缘环网柜和环保型气体(N₂或干燥空气)环网柜，无论哪种柜型，都采用了真空负荷开关。由于真空灭弧室为对接式触头，在合闸位置时需要较大的触头压力才能保证好的电接触性能，用于SF₆负荷开关的弹簧过中机构无法满足真空负荷开关合闸位置较大的反力特性，真空负荷开关都采用真空断路器机构实现分、合闸操作。

现有技术的上述机构有几个特点：1、必须先对合闸弹簧进行储能，储能到位后由合闸脱扣系统保持；2、合闸操作时，需打开合闸脱扣系统，然后合闸弹簧释放能量，通过凸轮将能量输出，实现合闸操作并对分闸簧储能，同时由分闸脱扣系统合闸状态；3、打开分闸脱扣系统，完成分闸操作。

因此，上述现有的真空负荷开关操作机构一般带有合闸脱扣系统、分闸脱扣系统、合闸保持系统和分闸保持系统，零部件数量较多，产品复杂；且上述操作机构的储能弹簧的能量不仅用于合闸，还需对分闸弹簧储能，大能量的弹簧会降低机构零部件的寿命。3、该机构有重合闸功能，而真空负荷开关不需要重合闸，该重合闸功能成为多余的，造成了不必要的浪费，无形中提高了真空负荷开关的成本。

因次需要开发一种能够解决上述技术问题的用于真空负荷开关的弹簧操作机构。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种用于真空负荷开关的弹簧操作机构，以简化结构、减少零部件数量并降低成本。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种弹簧操作机构，用于真空负荷开关，所述弹簧操作机构包括：前板和后板，相互平行设置；输入轴，连接于所述前板；输出轴，连接于所述后板；弹簧，一端安装在所述前板与所述后板之间的一固定件上；弹力传递板，安装在与所述输入轴共轴线的一传动轴上，所述弹簧的另一端与所述弹力传递板相连；止挡片，安装于所述传动轴；多功能操作块，具有滚动槽，与所述止挡片同心安装于所述传动轴；输出拐臂，安装于所述输出轴；滚轮，连接于所述拐臂，且能够在所述滚动槽内滚动；其中，所述输入轴旋转，带动所述弹力传递板旋转，使所述弹簧储能，当所述弹簧过死点后，自动释放能量，通过所述弹力传递板带动所述止挡片与所述多功能操作块同时旋转，通过所述滚轮使所述输出拐臂旋转，完成合闸/分闸操作。

本实用新型的弹簧操作机构，优选的，所述滚动槽的宽度大于等于所述滚轮的外径，所述滚动槽具有内曲面和外曲面，合闸过程中，所述滚轮沿所述内曲面运动；分闸过程中，所述滚轮沿所述外曲面运动。

本实用新型的弹簧操作机构，优选的，还包括固定安装在弹力传递板上的脱扣拨片和通过螺柱安装在所述多功能操作块上的分闸止位块；所述分闸止位块以所述螺柱为轴心旋转，弹簧操作机构处于分闸状态时，所述分闸止位块将所述滚轮止位于所述多功能操作块的分闸位置。

本实用新型的弹簧操作机构，优选的，所述安装板包括相互平行设置的前板和后板，所述输入轴连接于所述前板，所述输出轴连接于所述后板，所述弹力传递板夹在两所述止挡片之间，所述止挡片的另一端连接在一转轴上，所述转轴上铰接有止挡片隔垫，所述止挡片隔垫也夹在两所述止挡片之间，所述止挡片、所述多功能操作块和所述止挡片隔垫三者相对固定连接。

本实用新型的弹簧操作机构，优选的，所述弹簧包括弹簧本体、弹簧支撑块、弹簧导向块、弹簧连接销和弹簧导向销，所述弹簧的另一端通过所述弹簧连接销与所述弹力传递板相连；所述弹簧支撑块一侧连接于所述固定件，另一侧支撑所述弹簧本体，所述弹簧导向销穿设于所述弹簧本体中，且滑动连接在所述弹簧导向块的中心腔体内，所述弹簧本体的两端分别连接所述弹簧支撑块和所述弹簧导向块。

本实用新型的弹簧操作机构，优选的，所述弹力传递板具有第一卡持部、第二卡持部和圆弧段，所述圆弧段位于第一卡持部和第二卡持部之间，分闸状态时，所述第一卡持部卡持于所述止挡片隔垫，合闸状态时，所述第二卡持部卡持于所述止挡片隔垫。

本实用新型的弹簧操作机构，优选的，所述脱扣拨片固定安装在所述弹力传递板。

本实用新型的弹簧操作机构，优选的，所述滚轮的前端在所述滚动槽内滚动，所述滚轮的中部固定连接于所述输出拐臂，所述滚轮的后端伸入所述后板的滑槽中。

本实用新型的弹簧操作机构，优选的，还包括缓冲器，所述弹簧操作机构分闸到位后，所述输出拐臂受所述缓冲器限制处于静止状态；所述弹簧操作机构合闸到位后，所述止挡片受一连接柱的限制而处于静止状态，所述连接柱设置于所述前板与所述后板之间。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种真空负荷开关，具有本实用新型的弹簧操作机构。

由上述技术方案可知，本实用新型的优点和积极效果在于：本实用新型提供的用于真空负荷开关的弹簧操作机构，通过多功能操作块实现机构的合闸操作、合闸保持、分闸操作和分闸保持功能。多功能操作块充分使用了弹簧的功能，将现有操作机构的合闸弹簧、分闸弹簧的功能由一种弹簧实现，该弹簧可提供合闸操作和分闸操作的能量。本实用新型的弹簧操作机构结构简单、零部件少，不需要合闸脱扣系统、分闸脱扣系统、分闸弹簧等，从而简化了弹簧操作机构，降低了成本。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。

图1为本实用新型实施例的弹簧操作机构的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的弹簧操作机构的局部剖视示意图。

图3为本实用新型实施例的弹簧操作机构的分闸状态的剖视示意图。

图4为本实用新型实施例的弹簧操作机构的合闸状态的剖视示意图。

图5为本实用新型实施例的弹簧操作机构的分闸操作时弹簧死点剖视示意图。

图6为本实用新型实施例的弹簧操作机构的合闸操作时弹簧死点剖视示意图。

图7为本实用新型实施例的弹簧操作机构的多功能操作块的示意图。

图8为本实用新型实施例的弹簧操作机构合闸操作弹簧过死点时，脱扣拨片与分闸止位块局部示意图。

图9为本实用新型实施例的弹簧操作机构合闸操作到位后，脱扣拨片与分闸止位块局部示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、 弹簧

14 弹簧支撑螺杆

15 弹簧支撑块

16 弹簧导向销

17 弹簧导向块

18 弹簧连接销

19 弹簧拔销

2、 弹力传递板

21 第一卡持部

22 第二卡持部

23 圆弧段

24 脱扣拨片

3、 止挡片

4、 输出拐臂

41 分闸限位螺栓

5、 多功能操作块

50 滚动槽

51 内曲面

52 外曲面

53 上限位置

54 下限位置

55 下曲面

56 上曲面

57 轴孔

58 分闸止位块

59 分闸限位脱扣杆

6、 滚轮

7、 缓冲器

70 连接板

71 壳体

72 缓冲臂

8、 后板

80 滑槽

9、 前板

10、 输出轴

11、 输入轴

12、 止挡片隔垫

120 转轴

13、 连接柱

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在说明本实用新型或本实用新型优选实施例的元件时，词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意欲指的是存在着一个或更多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”等意欲是开放性的且指的是除了所列出的元件之外还可存在其它元件。

本实用新型各实施例的弹簧操作机构，可用于本实用新型实施例的真空负荷开关。本实用新型实施例的真空负荷开关，具有本实用新型实施例的弹簧操作机构。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的弹簧操作机构，包括前板9、后板8、弹簧1、输入轴11、弹力传递板2、止挡片3、止挡片隔垫12、输出拐臂4、多功能操作块5、滚轮6、输出轴10、缓冲器7、连接柱13和弹簧支撑螺杆14等。

其中，前板9和后板8平行设置，构成本实用新型实施例的弹簧操作机构的安装板，前板9和后板8之间通过多根连接柱13、至少一根弹簧支撑螺杆14连接，形成一个半封闭式结构。为了描述方便，本说明书中，以靠近前板9的一侧为前侧，反之，远离前板9的一侧为后侧。以靠近前板9的一端为前端，反之，远离前板9的一端为后端。

弹簧1一端安装在弹簧支撑螺杆14上，弹簧1另一端与弹力传递板2相连；弹簧1可包括弹簧本体、弹簧连接销18、弹簧支撑块15、弹簧导向块17和弹簧导向销16等；弹簧1的另一端通过弹簧连接销18与弹力传递板2相连；弹簧支撑块15一侧连接于弹簧支撑螺杆14，另一侧支撑弹簧本体，弹簧导向销16则穿设于弹簧本体中，且滑动连接在弹簧导向块17的中心腔体内，弹簧本体的两端分别连接弹簧支撑块15和弹簧导向块17。

弹力传递板2通过轴承安装在传动轴上，传动轴与输入轴11在同一轴线上，传动轴上还安装有两个止挡片3，弹力传递板2夹在两止挡片3之间。止挡片3的一端连接在传动轴上，另一端则连接在一转轴120上，转轴120上还铰接有止挡片隔垫12，止挡片隔垫12也是夹在两止挡片3之间。两个止挡片3与多功能操作块5同心安装在传动轴处；同时，止挡片3、多功能操作块5和止挡片隔垫12三者相对固定连接，相互之间没有相对运动。

其中，如图4所示，弹力传递板2具有第一卡持部21、第二卡持部22和圆弧段23、脱扣拨片24，圆弧段23位于第一卡持部21和第二卡持部22之间。如图4所示的分闸状态中，第一卡持部21卡持于止挡片隔垫12，而如图3所示的合闸状态中，第二卡持部22卡持于止挡片隔垫12。

输出拐臂4安装在输出轴10处，输出拐臂4的端部具有分闸限位螺栓41；输出轴10通过轴承固定在后板8处；滚轮6固定连接于拐臂4；且滚轮6的轴线垂直于拐臂4的转动平面。

如图7所示，多功能操作块5包括滚动槽50和轴孔57，轴孔用于连接传动轴，而滚动槽50则具有内曲面51、外曲面52、上曲面53和下曲面54，而上限位置53和下限位置54则示出了滚轮6在滚动槽50中滚动过程中的上限和下限位置，分闸止位块58通过螺柱安装在多功能操作块5上，且能够以螺柱为轴心旋转，当滚轮6位于下限位置54时，分闸止位块58将其保持该位置。

滚轮6的前端，只能沿着在多功能操作块5的滚动槽50内滚动，滚动槽50的宽度，大于等于滚轮6的直径，而滚轮6的中部，则固定连接于输出拐臂4，而滚轮6的后端，则伸入后板8的滑槽80中。

另外，缓冲器7包括连接板70、壳体71、缓冲臂72、缓冲弹簧、液压油，其中，连接板70固定于前板9和后板8之间，壳体71垂直连接于连接板70，如图3和图4所示，缓冲弹簧和液压油设置于壳体71内，缓冲弹簧的一端连接缓冲臂72的内端，缓冲臂72的外端伸出壳体71，可抵顶于分闸限位螺栓41。缓冲臂72的内端和外端均具有限位件，使得缓冲臂72的内端限制在壳体71以内，而外端则限制在壳体71外，不能进入壳体71内。

以下再介绍一下本实用新型实施例的弹簧操作机构的合闸操作与分闸操作。

合闸操作：如图3所示为本实用新型实施例的弹簧操作机构的为分闸状态，手动或电动输入带动图2所示的输入轴11逆时针方向旋转。输入轴11与弹簧拨销19接触后，带动弹力传递板2旋转，使弹簧1储能。当弹簧1过死点后，如图6所示状态，会自动释放能量，弹力传递板2获得能量后，脱扣拨片24拨动分闸限位脱扣杆59，使分闸止位块58旋转，滚轮6不受限位。弹力传递板2继续旋转，并撞击止挡片隔垫12，并带动止挡片3旋转。止挡片3与多功能操作块5同时旋转，多功能操作块5带动滚轮6沿着滚到槽50的内曲面51运动，使输出拐臂4旋转，并通过输出轴10输出能量，实现合闸操作。合闸到位后，止挡片3受其中一连接柱13限制处于静止状态，从而也限制了多功能操作块5的转动，从而保持了合闸状态。

分闸操作：如图4的剖视图中，本实用新型实施例的弹簧操作机构的状态为合闸状态，手动或电动输入带动图2所示的输入轴11顺时针方向旋转。输入轴11与弹簧拨销19接触后，带动弹力传递板2旋转，使弹簧1储能。当弹簧1过死点后，如图5所示状态，会自动释放能量，通过弹力传递板2撞击止挡片隔垫12，并带动止挡片3旋转。止挡片3与多功能操作块5同时旋转，多功能操作块5带动滚轮6沿着滚动槽50的外曲面52运动，使输出拐臂4旋转，并通过输出轴10输出能量，实现分闸操作。分闸到位后，多功能操作块5受弹簧力作用处于分闸终止位置，滚轮6受分闸止位块58限制处于静止状态，保持了分闸状态。

其中，如图3所示的分闸状态中，滚轮6处在滚动槽50的下端，滚轮6的上缘处在下限位置54；而在图4所示的合闸状态中，滚轮6处在滚动槽50的上限位置53附近。

本实用新型实施例的操作机构，具有以下优点：

1、多功能操作块5能够实现合闸操作、分闸操作、合闸保持功能和分闸保持功能，省略了现有机构的合闸脱扣系统、分闸脱扣系统，使机构简单；

2、单根弹簧1即可提供合闸操作能量和分闸操作能量，减少了分闸弹簧，降低了弹簧的能量，提高零部件的寿命。

应理解，以上描述的多个示例可沿多个方向(如倾斜、颠倒、水平、垂直，等等)并且以多个构造被利用，而不背离本实用新型的原理。附图中示出的实施例仅作为本实用新型的原理的有效应用的示例而被示出和描述，本实用新型并不限于这些实施例的任何具体的细节。

当然，一旦仔细考虑代表性实施例的以上描述，本领域技术人员就将容易理解，可对这些具体的实施例做出多种改型、添加、替代、删除以及其他变化，并且这些变化在本实用新型的原理的范围内。因此，前面的详细描述应被清楚地理解为是仅以说明和示例的方式来给出的，本实用新型的精神和范围仅由所附权利要求书及其等同物限定。